Forscher entschlüsseln Gene Wie kam die Giraffe zu ihrem langen Hals?
Es ist eine dieser Fragen, die Tierfreunde schon immer beschäftigt haben: Wie kam die Giraffe zu ihrem langen Hals? Forscher aus Tansania, Kenia, Großbritannien und den USA haben die zugrundeliegenden Veränderungen im Erbgut der Tiere untersucht.
Das Team entzifferte dazu erstmals das Genom der Giraffe und ihres nächsten Verwandten, des Okapis. Wesentliche Veränderungen des Skeletts und des Herz-Kreislauf-Systems entstanden bei Giraffen demnach im Verlauf der Evolution vermutlich zeitgleich. Die Wissenschaftler stellen ihre Untersuchung im Fachblatt "Nature Communications" vor.
Statur birgt Herausforderungen für Skelett und Kreislauf-System
Die langen Beine und vor allem der lange Hals lassen Giraffen bis zu sechs Meter in die Höhe ragen und machen sie zu den derzeit größten landlebenden Tieren der Erde. Ihre einzigartige Statur bringt zahlreiche Herausforderungen für das Skelett sowie für das Nerven- und Herz-Kreislauf-System der Tiere mit sich.
Um etwa das Blut vom Herz zwei Meter in die Höhe Richtung Gehirn zu pumpen, haben sie ein besonders leistungsstarkes Herz. Ihr Blutdruck ist zudem etwa doppelt so hoch wie bei anderen Säugetieren. Die Blutgefäße sind so angelegt, dass sie die entstehenden Druckunterschiede abfangen können, wenn die Giraffe plötzlich ihren Kopf herunterbeugt - etwa zum Trinken.
Forscher untersuchen Genom von Giraffen und Okapis
Welche genetischen Veränderungen diese und andere Anpassungen ermöglichten, untersuchten die Forscher um Morris Agaba vom African Institute of Science and Technology in Arusha (Tansania) über einen Vergleich von Giraffen- und Okapi-Genom.
Okapis und Giraffen stellen die beiden einzigen Gattungen in der Familie der Giraffenartigen dar. Okapis haben anders als ihre Verwandten keinen derart langen Hals. Die Wissenschaftler sequenzierten das Genom zweier Massai-Giraffen (Giraffa camelopardalis tippelskirchi), einer Unterart, die im südlichen Kenia und Tansania beheimatet ist.
70 Gene sind für Biologie der Giraffe verantwortlich
Die Analyse der Genome zeigte zunächst, dass sich die Entwicklungswege von Giraffen und Okapis später trennten als bislang angenommen: vor etwa 11,5 Millionen Jahren anstatt vor etwa 16 Millionen Jahren.
Die Wissenschaftler identifizierten insgesamt 70 Gene, die bei Giraffen im Vergleich zu Okapis und zahlreichen anderen höheren Säugetieren derart verändert waren, dass sie eine Anpassung an die spezielle Biologie der Giraffe ermöglichten.
Giraffen haben nicht mehr Halswirbel als andere Säugetiere
So zeigte sich zum Beispiel die Abfolge der Bausteine in solchen Genen verändert, die unter anderem die Entwicklung der Halswirbel steuern. Giraffen haben trotz ihres langen Halses nicht mehr Wirbel als andere Säugetiere, diese sind aber extrem verlängert. Solche genetischen Abweichungen, die das Skelett der Tiere veränderten, traten gleichzeitig mit solchen auf, die das Herz-Kreislauf-System betrafen.
Giraffen hätten wegen ihrer Größe einige physiologische und strukturelle Probleme zu bewältigen, schreiben die Forscher. Die Lösung dieser Probleme, insbesondere im Bezug auf das leistungsstarke Herz-Kreislauf-System, könnten aufschlussreich für die Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Bluthochdruck beim Menschen sein.
